CN104437883A

CN104437883A - 处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法

Info

Publication number: CN104437883A
Application number: CN201410638923.XA
Authority: CN
Inventors: 李丰; 宋文义; 杨勇; 曹效权; 张红茹; 刘国举; 李青海
Original assignee: Bluestar Lehigh Engineering Institute
Current assignee: Bluestar Lehigh Engineering Institute
Priority date: 2014-11-13
Filing date: 2014-11-13
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2034-11-13
Also published as: CN104437883B

Abstract

本发明是一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法，其步骤如下：将低品级高硅高钙的菱镁矿原矿破碎，给入回转窑或者沸腾炉焙烧；将焙烧后的物料经球磨机磨细，然后加水制成原矿浆；将原矿浆放入脱泥旋流器中脱掉矿泥；将脱泥后的矿浆放入浮选设备中，先加入调整剂碳酸钠或者CaO，再加入水玻璃，然后加反浮选捕收剂，搅拌，进行反浮选粗选，获得的粗精矿，并分选出含石英和白云石的尾矿。本发明提出的消化-脱泥-反浮选方法，通过消化作业，加大了方镁石和白云石的浮游差，经过一步反浮选工艺，最终达到以较低选矿成本分选出合格产品的效果，易于实现低品级高硅高钙的菱镁矿提纯的工业化生产。

Description

处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法

技术领域

本发明属于矿物加工技术领域，特别涉及一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选工艺。

背景技术

菱镁矿是一种重要的非金属矿产资源，目前主要用于镁质耐火材料原料和制品，我国的菱镁矿产量居世界首位，已探明储量约占世界已探明储量的25%~30%，主要分布在辽宁和山东。有人预测菱镁矿产品需求量到2020年达到1600万吨，但由于目前MgO含量在47%以上的高品位菱镁矿资源日趋减少，已经难以满足市场的需求，而MgO含量在40%~47%之间的菱镁矿虽然资源储量巨大，但难以满足生产耐火材料和高性能镁化工材料的要求，因此，需要进一步脱硅脱钙，提高菱镁矿质量，实现菱镁矿资源可持续发展。

目前低品级菱镁矿的浮选工艺主要有单一反浮选除硅工艺、单一正浮选除钙工艺、反-正浮选工艺。其中单一反浮选工艺适用于石英等硅酸盐含量高的菱镁矿，是在弱碱性介质下抑制碳酸盐矿物，然后用阳离子捕收剂浮出石英等硅酸盐矿物；单一正浮选工艺适用于白云石含量高的菱镁矿，是在碱性介质下抑制方镁石，然后用阴离子捕收剂浮出白云石；反-正浮选工艺主要用于高硅高钙的菱镁矿，它实质是“碳酸盐浮选”和“硅酸盐浮选”两种技术的有机组合，即用“两步浮选工艺”分别排除菱镁矿中的白云石和石英杂质，该工艺在实际生产中存在浮选工艺复杂，脱硅作业受泥的含量影响较大，精矿难于浓密过滤的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对目前低品级高硅高钙菱镁矿反-正浮选工艺存在反浮选脱硅选择性较差、浮选工艺复杂的问题，提供一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法，通过消化作业，加大了方镁石和白云石的浮游差，经过一步反浮选工艺，最终达到以较低选矿成本分选出合格产品的效果。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法，其特点是，其步骤如下：

（1）将低品级菱镁矿原矿破碎至-12mm~-200mm，破碎后的物料给入回转窑或者沸腾炉，在450℃~600℃焙烧20s-60min；

（2）将焙烧后的物料经球磨机磨细至-0.074mm的部分占全部物料总重量的70~95%，然后加水制成重量浓度20~40%的原矿浆；

（3）将原矿浆放入脱泥旋流器中，脱掉-30μm~-10μm的矿泥；

（4）将脱泥后的矿浆放入浮选设备中，在搅拌速度1200~1800rpm条件下，先加入调整剂碳酸钠或者CaO，调整矿浆的pH值为8.5~12.0，再加入水玻璃600g/t~6000g/t，搅拌，然后加入反浮选捕收剂，搅拌，捕收剂的加入量为300~1000g/t原矿浆，进行反浮选粗选，获得的原精矿，并分选出含石英和白云石的尾矿。

本发明所述的处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法中，进一步优选的技术方案或者技术特征是：

1.反浮选粗选获得的原精矿进行1~2次反浮选精选，获得脱硅脱钙精矿，每次反浮选精选时先加入抑制剂水玻璃，在搅拌速度1200~1800rpm条件下搅拌，其中反浮选精选时水玻璃的加入量为500~2000g/t，捕收剂的加入量不高于600g/t，反浮选精选的尾矿逐级要返回到上一个浮选作业。

2.反浮选粗选获得的尾矿进行1~2次反浮选扫选，其中反浮选扫选时水玻璃的加入量不高于2000g/t，捕收剂的加入量为100~600g/t，反浮选扫选的尾矿逐级要返回到上一个浮选作业。

3.该方法所涉及的搅拌时间可以按实际情况选定，优选为3-5min；步骤（4）中进行反浮选粗选时间优选为3-5min。

4.所述的反浮选捕收剂为阴离子捕收剂C₁₂-C₂₀烷基脂肪酸或脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐。

5.所述的上述方法中的低品级高硅高钙的菱镁矿可以为常规的低品级高硅高钙的菱镁矿，一般其主要成分按重量百分比含MgO 40~46%，SiO₂ 1~4%，CaO 1~4%，余量为杂质。本发明方法获得的菱镁矿精矿的主要成分按重量百分比含MgO 47.0~48.9%， SiO₂≤0.6%， CaO≤0.8%，余量为杂质，上述方法中获得的菱镁矿精矿中的MgO回收率按重量百分比为65~90%。

与现有技术相比，本发明首次将消化-脱泥工艺引入到菱镁矿浮选中，高温焙烧加大了方镁石和白云石之间的浮游差异性，为实现方镁石和白云石的有效分离奠定了基础，脱除的细粒级滑石矿单体，改善了后续的浮选环境，在碱性条件下，同时浮选出了石英和白云石。该浮选工艺与传统的反-正浮选工艺相比，精矿的品位和回收率都得到了提高，浮选药剂用量能降低20%左右，磨矿成本也大大降低，浮选泡沫粘度明显降低，精矿易于过滤。本发明的浮选选别工艺简单，药剂单一，回水可以完全回用，且获得的菱镁矿精矿容易过滤，易于实现低品级菱镁矿的工业化生产。

本发明经过一步反浮选就可以脱除石英和白云石，缩短了工艺流程，药剂制度简单，且获得的菱镁矿易于后续浓密和过滤作业。通过在浮选作业前高温焙烧处理，焙烧温度在450℃~600℃时菱镁矿结晶面出现微裂纹，易于矿物之间的单体解离，降低了以后磨矿作业的能耗，且焙烧后的菱镁矿裂纹处部分分解成MgO，致使菱镁矿的可浮性降低，加大了方镁石和白云石之间的浮游差异性，易于实现方镁石和白云石的有效分离，脱泥作业脱去了经选择性磨矿产生的细粒级滑石矿单体，改善了后续的浮选环境，在碱性条件下，经Ca²⁺活化的石英与白云石一起浮选。

附图说明

图1为本发明方法的一种工艺流程图。

具体实施方式

以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。

实施例1，参照图1，一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法，其步骤如下：

（1）将低品级高硅高钙的菱镁矿原矿破碎至-12mm~-200mm，破碎后的物料给入回转窑或者沸腾炉，在450℃焙烧60min；

（2）将焙烧后的物料经球磨机磨细至-0.074mm的部分占全部物料总重量的70%，然后加水制成重量浓度为20%的原矿浆；

（3）将原矿浆放入脱泥旋流器中，脱掉-30μm~-10μm的矿泥；

（4）将脱泥后的矿浆放入浮选设备中，在搅拌速度1200rpm条件下，先加入调整剂碳酸钠或者CaO，调整矿浆的pH值为8.5，再加入水玻璃600g/t，搅拌，然后加反浮选捕收剂，搅拌，捕收剂的加入量为300g/t原矿，进行反浮选粗选，获得的粗精矿，并分选出含石英和白云石的尾矿。

实施例2，参照图1，一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法，其步骤如下：

（1）将低品级高硅高钙的菱镁矿原矿破碎至-12mm~-200mm，破碎后的物料给入回转窑或者沸腾炉，在600℃焙烧20s；

（2）将焙烧后的物料经球磨机磨细至-0.074mm的部分占全部物料总重量的95%，然后加水制成重量浓度为40%的原矿浆；

（3）将原矿浆放入脱泥旋流器中，脱掉-30μm~-10μm的矿泥；

（4）将脱泥后的矿浆放入浮选设备中，在搅拌速度1800rpm条件下，先加入调整剂碳酸钠或者CaO，调整矿浆的pH值为12.0，再加入水玻璃6000g/t，搅拌，然后加反浮选捕收剂，搅拌，捕收剂的加入量为1000g/t原矿，进行反浮选粗选，获得的粗精矿，并分选出含石英和白云石的尾矿。

实施例3，参照图1，一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法，其步骤如下：

（1）将低品级高硅高钙的菱镁矿原矿破碎至-12mm~-200mm，破碎后的物料给入回转窑或者沸腾炉，在500℃焙烧30min；

（2）将焙烧后的物料经球磨机磨细至-0.074mm的部分占全部物料总重量的85%，然后加水制成重量浓度为30%的原矿浆；

（3）将原矿浆放入脱泥旋流器中，脱掉-30μm~-10μm的矿泥；

（4）将脱泥后的矿浆放入浮选设备中，在搅拌速度1600rpm条件下，先加入调整剂碳酸钠或者CaO，调整矿浆的pH值为10.0，再加入水玻璃3000g/t，搅拌，然后加反浮选捕收剂，搅拌，捕收剂的加入量为600g/t原矿，进行反浮选粗选，获得的粗精矿，并分选出含石英和白云石的尾矿。

实施例4，实施例1－3任何一项所述的一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法中：反浮选粗选获得的粗精矿进行1~2次反浮选精选，获得脱硅脱钙精矿，每次反浮选精选时先加入抑制剂水玻璃，在搅拌速度1200~1800rpm条件下搅拌，其中反浮选精选时水玻璃的加入量为500~2000g/t，捕收剂的加入量为不高于600g/t，反浮选精选的尾矿逐级要返回到上一个浮选作业。

实施例5，实施例1－4任何一项所述的一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法中：所述的搅拌时间为3-5min。

实施例6，实施例1－5任何一项所述的一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法中：步骤（4）中进行反浮选粗选时间为3-5min。

实施例7，实施例1－6任何一项所述的一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法中：反浮选粗选获得的尾矿进行1~2次反浮选扫选，其中反浮选扫选时水玻璃的加入量不高于2000g/t，捕收剂的加入量为100~600g/t，反浮选扫选的尾矿逐级要返回到上一个浮选作业。

实施例8，实施例1－7任何一项所述的一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法中：所述的反浮选捕收剂为阴离子捕收剂C₁₂-C₂₀烷基脂肪酸或脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐。

以下实施例9－12是本发明的实验例，实验例中采用的反浮选捕收剂、反浮选抑制剂水玻璃、碳酸钠和CaO均为工业级产品。采用的浮选设备为XFLB型微型闭路连续浮选机。本选用的高硅高钙低品级菱镁矿为辽宁宽甸地区矿产，主要脉石矿物为石英、方解石、滑石、白云石及其它硅酸盐矿物；菱镁矿嵌布粒度较粗，呈不均匀嵌布，有用矿物和脉石均易单体解离；其主要成分按重量百分比含MgO40~46%，含SiO₂ 1~4%，含CaO 1~4%，余量为杂质，该矿石属难选矿石。将低品级菱镁矿磨细采用的设备为XMG—63型三辊四筒磨矿机。

实施例9，一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法实验一：

选用的低品级高硅高钙低品级菱镁矿主要成分按重量百分比含MgO 42.79%， SiO₂ 2.31%， CaO 1.51%；余量为杂质；参照图1，步骤如下：

（1）将低品级菱镁矿原矿破碎至-200mm，破碎后的物料给入回转窑或者沸腾炉，在500℃焙烧30min；

（2）将焙烧后的物料经球磨机磨细至细度小于0.074mm的部分占全部物料总重量的80%，然后加水制成重量浓度24%的原矿浆；

（2）将原矿浆放入脱泥旋流器中，脱掉-20μm的矿泥；

（3）将脱泥后的矿浆放入浮选设备中，在搅拌速度1600rpm条件下，先加入调整剂碳酸钠，调整矿浆的pH值为10，再加入水玻璃4000g/t，搅拌3~4min，然后加入捕收剂，搅拌3~4min，捕收剂的加入量为600g/t原矿，进行4~5min反浮选粗选，分选出含石英和白云石的尾矿；

（4）反浮选粗选获得的粗精矿进行2次反浮选精选，获得脱硅脱钙精矿，每次反浮选精选时先加入抑制剂水玻璃，在搅拌速度1600rpm条件下搅拌3~4min，其中反浮选精选时水玻璃的加入量为1000g/t，捕收剂的加入量为200g/t，反浮选精选的尾矿逐级要返回到上一个浮选作业；

（5）反浮选粗选获得的尾矿进行2次反浮选扫选，其中反浮选扫选时捕收剂的加入量为200g/t，原精矿反浮选精选的尾矿逐级要返回到上一个浮选作业；

上述方法的获得的最终精矿的主要成分按重量百分比含MgO 47.57%， SiO₂ 0.28%， CaO 0.77%，余量为杂质，上述方法中获得的菱镁矿精矿中的MgO回收率按重量百分比为75%。

实施例10，一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法实验二：

选用的低品级高硅高钙低品级菱镁矿主要成分按重量百分比含MgO 41.52%， SiO₂ 2.21%， CaO 2.45%，余量为杂质；参照图1，步骤如下：

（1）将低品级菱镁矿原矿破碎至-12mm，破碎后的物料给入回转窑或者沸腾炉，在560℃焙烧20min；；

（2）将焙烧后的物料经球磨机磨细至-0.074mm的部分占全部物料总重量的90%，然后加水制成重量浓度26%的原矿浆；

（2）将原矿浆放入脱泥旋流器中，脱掉-10μm的矿泥；

（3）将脱泥后的矿浆放入浮选设备中，在搅拌速度1600rpm条件下，先加入调整剂CaO，调整矿浆的pH值为11.5，再加入水玻璃600g/t，搅拌3~4min，然后加入反浮选捕收剂，搅拌3~4min，捕收剂的加入量为500g/t原矿，进行4~5min反浮选粗选，分选出含石英和白云石的尾矿；

（4）反浮选粗选获得的粗精矿进行2次反浮选精选，获得脱硅脱钙精矿，每次反浮选精选时先加入抑制剂水玻璃，在搅拌速度1600rpm条件下搅拌3~4min，其中反浮选精选时水玻璃的加入量为300g/t，捕收剂的加入量为200g/t，反浮选精选的尾矿逐级要返回到上一个浮选作业；

（5）反浮选粗选获得的尾矿进行2次反浮选扫选，其中反浮选扫选时水玻璃的加入量为300g/t，捕收剂的加入量为200g/t，原精矿反浮选扫选的尾矿逐级要返回到上一个浮选作业；

上述方法的获得的最终精矿的主要成分按重量百分比含MgO 48.15%， SiO₂ 0.43%， CaO 0.49%，余量为杂质，上述方法中获得的菱镁矿精矿中的MgO回收率按重量百分比为84%。

实施例11，一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法实验三：

选用的低品级高硅高钙低品级菱镁矿主要成分按重量百分比含MgO 42.45%， SiO₂ 1.32%， CaO 1.53%，余量为杂质；参照图1，步骤如下：

（1）将低品级菱镁矿原矿破碎至-50mm，破碎后的物料给入回转窑或者沸腾炉，在540℃焙烧20min；

（2）将焙烧后的物料经球磨机磨细至-0.074mm的部分占全部物料总重量的85%，然后加水制成重量浓度24%的原矿浆；

（2）将原矿浆放入脱泥旋流器中，脱掉-20μm的矿泥；

（3）将脱泥后的矿浆放入浮选设备中，在搅拌速度1500rpm条件下，先加入碳酸钠调整矿浆的pH值为11.2，再加入水玻璃2000g/t搅拌3~4min，然后加入反浮选捕收剂，搅拌3~4min，捕收剂的加入量为600g/t原矿，进行4~5min反浮选粗选，分选出含石英和白云石的尾矿；

（4）反浮选粗选获得的粗精矿进行2次反浮选精选，获得脱硅脱钙精矿，每次反浮选精选时先加入抑制剂水玻璃，在搅拌速度1500rpm条件下搅拌3~4min，其中反浮选精选时水玻璃的加入量为600g/t，捕收剂的加入量为300g/t，反浮选精选的尾矿逐级要返回到上一个浮选作业；

（5）反浮选粗选获得的尾矿进行2次反浮选扫选，其中反浮选扫选时水玻璃的加入量为200g/t，捕收剂的加入量为100g/t，反浮选扫选的尾矿逐级要返回到上一个浮选作业；

上述方法的获得的最终精矿的主要成分按重量百分比含MgO48.46%， SiO₂ 0.42%， CaO 0.38%，余量为杂质，上述方法中获得的菱镁矿精矿中的MgO回收率按重量百分比为85%。

实施例12，一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法实验四：

选用的低品级高硅高钙低品级菱镁矿主要成分按重量百分比含MgO41.84%， SiO₂ 1.58%， CaO 2.06%，余量为杂质；参照图1，其骤如下：

（1）将低品级菱镁矿原矿破碎至-80mm，破碎后的物料给入回转窑或者沸腾炉，在590℃焙烧10min；

（2）将焙烧后的物料经球磨机磨细至-0.074mm的部分占全部物料总重量的95%，然后加水制成重量浓度24%的原矿浆；

（2）将原矿浆放入脱泥旋流器中，脱掉-10μm的矿泥；

（3）将脱泥后的矿浆放入浮选设备中，在搅拌速度1800rpm条件下，先加入碳酸钠调整矿浆的pH值为12.0，再加入水玻璃1000g/t，搅拌3~4min，然后加入反浮选捕收剂，搅拌3~4min，捕收剂的加入量为600g/t原矿，进行4~5min反浮选粗选，分选出含石英和白云石的尾矿；

（4）反浮选粗选获得的粗精矿进行2次反浮选精选，获得脱硅脱钙精矿，每次反浮选精选时先加入抑制剂水玻璃，在搅拌速度1800rpm条件下搅拌3~4min，其中反浮选精选时水玻璃的加入量为500g/t，捕收剂的加入量为200g/t，反浮选精选的尾矿逐级要返回到上一个浮选作业；

（5）反浮选粗选获得的尾矿进行2次反浮选扫选，其中反浮选精选时水玻璃的加入量为500g/t，捕收剂的加入量为200g/t，反浮选扫选的尾矿逐级要返回到上一个浮选作业；

上述方法的获得的最终精矿的主要成分按重量百分比含MgO48.08%， SiO₂ 0.56%， CaO 0.61%，余量为杂质，上述方法中获得的菱镁矿精矿中的MgO回收率按重量百分比为82%。

Claims

1.一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法，其特征在于，其步骤如下：

（1）将低品级高硅高钙的菱镁矿原矿破碎至-12mm~-200mm，破碎后的物料给入回转窑或者沸腾炉，在450℃~600℃焙烧20s-60min；

（2）将焙烧后的物料经球磨机磨细至-0.074mm的部分占全部物料总重量的70~95%，然后加水制成重量浓度为20~40%的原矿浆；

（3）将原矿浆放入脱泥旋流器中，脱掉-30μm~-10μm的矿泥；

（4）将脱泥后的矿浆放入浮选设备中，在搅拌速度1200~1800rpm条件下，先加入调整剂碳酸钠或者CaO，调整矿浆的pH值为8.5~12.0，再加入水玻璃600g/t~6000g/t，搅拌，然后加反浮选捕收剂，搅拌，捕收剂的加入量为300~1000g/t原矿，进行反浮选粗选，获得的粗精矿，并分选出含石英和白云石的尾矿。

2.根据权利求1所述的一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法，其特征在于：反浮选粗选获得的粗精矿进行1~2次反浮选精选，获得脱硅脱钙精矿，每次反浮选精选时先加入抑制剂水玻璃，在搅拌速度1200~1800rpm条件下搅拌，其中反浮选精选时水玻璃的加入量为500~2000g/t，捕收剂的加入量为不高于600g/t，反浮选精选的尾矿逐级要返回到上一个浮选作业。

3.根据权利求1或2所述的一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法，其特征在于：所述的搅拌时间为3-5min。

4.根据权利求1或2所述的一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法，其特征在于：步骤（4）中进行反浮选粗选时间为3-5min。

5.根据权利求1或2所述的一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法，其特征在于：反浮选粗选获得的尾矿进行1~2次反浮选扫选，其中反浮选扫选时水玻璃的加入量不高于2000g/t，捕收剂的加入量为100~600g/t，反浮选扫选的尾矿逐级要返回到上一个浮选作业。

6.根据权利求1或2所述的一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法，其特征在于：所述的反浮选捕收剂为阴离子捕收剂C₁₂-C₂₀烷基脂肪酸或脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐。

7.根据权利求1或2所述的一种处理低品级高硅高钙菱镁矿的消化-脱泥-反浮选方法，其特征在于：所述的上述方法中的低品级高硅高钙的菱镁矿主要成分按重量百分比含MgO 40~46%，SiO₂ 1~4%，CaO 1~4%，余量为杂质。